KR101855762B1 - Waste gate valve for turbo charger and engine system - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브는 터빈으로 유입되는 배기 가스를 바이패스 시키는 바이패스 라인에 배치되는 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브로서, 상기 바이패스 라인을 개폐하는 밸브 바디, 그리고 상기 밸브 바디와 연결되며, 상기 밸브 바디를 회전시키는 회전부를 포함하며, 상기 밸브 바디는, 상기 바이패스 라인 중 EGR 밸브와 연결된 바이패스 라인의 개구부에 배치되는 돌출부를 포함한다.A wastegate valve for a turbocharger according to the present invention is a wastegate valve for a turbocharger arranged in a bypass line for bypassing exhaust gas flowing into a turbine, the valve gate valve for opening / closing the bypass line, And a rotation part for rotating the valve body, wherein the valve body includes a protrusion disposed at an opening of a bypass line connected to the EGR valve in the bypass line.

Description

터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 및 엔진 시스템{WASTE GATE VALVE FOR TURBO CHARGER AND ENGINE SYSTEM}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a wastegate valve and an engine system for a turbocharger,

본 발명은 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 및 엔진 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wastegate valve and an engine system for a turbocharger.

일반적으로 터보 차저는 엔진으로부터 배출되는 배기가스의 압력을 이용하여 터빈을 돌린 후, 이 회전력을 이용하여 연소실로 고압의 공기를 과급(charging)하여 엔진의 출력을 높이는 장치이다.Generally, a turbocharger is a device that turns a turbine by using the pressure of exhaust gas discharged from an engine, and boosts the output of the engine by charging high pressure air to the combustion chamber using the torque.

이러한 터보 차저는 동축으로 연결되는 터빈과 컴프레서 그리고 액추에이터의 작동에 의해 배출가스의 양을 제어하는 웨이스트 게이트 밸브(waste gate valve)를 포함한다.Such a turbocharger includes a coaxially connected turbine, a compressor, and a waste gate valve that controls the amount of exhaust gas by operation of the actuator.

상기 웨이스트 게이트 밸브는 터보 차저에 설치되어 배기가스의 터보 차저로유입되는 배기 가스의 일부를 우회 배출시키거나, 흡기 매니폴드에 가해지는 부스트 압력을 조절하는 장치이다.The wastegate valve is installed in the turbocharger to bypass a part of the exhaust gas flowing into the turbocharger of the exhaust gas or adjust the boost pressure applied to the intake manifold.

그러나, 트윈 스크롤(TWIN SCROLL) 방식의 터빈을 적용한 6기통 이상의 터보차져 엔진에서는 2개의 웨이스트 게이트 밸브를 별도로 제어하는 2개의 액추에이터를 장착하는 경우, 구조가 복잡하고 비용이 상승하는 어려움이 있었다.However, in the case of a turbocharger having six or more cylinders in which a TWIN SCROLL turbine is applied, when two actuators for separately controlling two wastegate valves are installed, the structure is complicated and the cost is increased.

또한, 2개의 웨이스트 게이트 밸브 중 EGR 측과 연결된 밸브를 제거해 트윈 스크롤 중 하나를 폐쇄하는 경우에는 EGR 미사용 구간에서 배기개방 효과가 저감되는 어려움이 있었다.In addition, when one of the two wastegate valves is closed to remove the valve connected to the EGR side, there is a difficulty in reducing the exhaust opening effect in the EGR unused section.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in the background section are intended to enhance the understanding of the background of the invention and may include matters not previously known to those skilled in the art.

본 발명은 트윈 스크롤(TWIN SCROLL) 방식의 터빈을 적용한 6기통 이상의 터보차져 엔진에서 엔진의 운전 조건에 따라 밸브 개폐를 조절할 수 있는 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 및 엔진 시스템을 제안하고자 한다.The present invention proposes a wastegate valve and an engine system for a turbocharger capable of controlling the opening and closing of a valve in accordance with an engine operating condition in a turbocharger having six or more cylinders in which a twin scroll type turbine is applied.

본 발명의 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브는 터빈으로 유입되는 배기 가스를 바이패스 시키는 바이패스 라인에 배치되는 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브로서, 상기 바이패스 라인을 개폐하는 밸브 바디, 그리고 상기 밸브 바디와 연결되며, 상기 밸브 바디를 회전시키는 회전부를 포함하며, 상기 밸브 바디는, 상기 바이패스 라인 중 EGR 밸브와 연결된 바이패스 라인의 개구부에 배치되는 돌출부를 포함한다.A wastegate valve for a turbocharger according to the present invention is a wastegate valve for a turbocharger disposed in a bypass line for bypassing exhaust gas flowing into a turbine, the valve gate valve for opening and closing the bypass line, And a rotation part for rotating the valve body, wherein the valve body includes a protrusion disposed at an opening of a bypass line connected to the EGR valve in the bypass line.

상기 바이패스 라인에는, 엔진의 일부 실린더로부터 터빈으로 유입되는 제1 배기라인의 배기가스를 통과시키는 제1 개구부, 그리고 상기 엔진의 나머지 실린더의 배기 가스를 EGR 라인으로 재순환 시키는 EGR 밸브가 연결된 제2 배기라인의 배기가스를 통과시키는 제2 개구부가 형성될 수 있다.The bypass line is provided with a first opening through which exhaust gas from a first exhaust line flowing from a part of the engine to a turbine is passed and a second opening through which an EGR valve for recirculating the exhaust gas from the remaining cylinders of the engine to the EGR line is connected And a second opening through which the exhaust gas of the exhaust line passes can be formed.

상기 돌출부는, 상기 회전부의 회전에 의해 상기 제2 개구부를 개폐할 수 있다.The projecting portion can open and close the second opening by rotation of the rotating portion.

상기 밸브 바디는, 상기 회전부의 회전에 의해 상기 제1 개구부 및 상기 제2 개구부를 개방시킬 수 있다.The valve body may open the first opening and the second opening by rotation of the rotating portion.

상기 밸브 바디는, 상기 돌출부로 상기 제2 개구부를 폐쇄시키되, 상기 제1 개구부를 부분적으로 개방시킬 수 있다.The valve body may close the second opening with the projection, but may partially open the first opening.

본 발명의 엔진 시스템은 터보차저의 터빈으로 유입되는 배기 가스를 바이패스 시키는 바이패스 라인에 설치되어 선택적으로 배기가스의 일부를 우회 배출시키는 웨이스트 게이트 밸브, 배기 라인으로부터 흡기 라인으로 재순환되는 EGR 가스의 유량을 조절하는 EGR 밸브, 그리고 엔진의 운전 조건에 따라 상기 EGR 밸브 및 상기 웨이스트 게이트 밸브의 개폐를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 웨이스트 게이트 밸브는, 상기 바이패스 라인 중 상기 EGR 밸브와 연결된 바이패스 라인의 개구부에 배치되는 돌출부를 포함한다.The engine system of the present invention comprises a waste gate valve installed in a bypass line for bypassing an exhaust gas flowing into a turbine of a turbocharger and selectively discharging a part of exhaust gas, an EGR gas recirculation valve An EGR valve for controlling the flow rate of the EGR valve and a control unit for controlling the opening and closing of the EGR valve and the wastegate valve according to an engine operating condition, And a protrusion disposed in an opening of the line.

상기 배기라인은, 엔진의 일부 실린더의 배기가스를 터빈으로 유입시키는 제1 배기라인, 그리고 상기 엔진의 나머지 실린더의 배기 가스를 상기 터빈으로 유입시키되, 상기 나머지 실린더의 배기 가스를 EGR 라인으로 재순환 시키는 상기 EGR 밸브와 연결되는 제2 배기라인을 포함할 수 있다.The exhaust line includes a first exhaust line for introducing the exhaust gas of a part of the cylinders of the engine into the turbine and a second exhaust line for introducing the exhaust gas of the remaining cylinders of the engine into the turbine and recirculating the exhaust gas of the remaining cylinder to the EGR line And a second exhaust line connected to the EGR valve.

상기 바이패스 라인은, 상기 제1 배기라인의 배기가스를 바이패스 시키는 제1 개구부, 그리고 상기 제2 배기라인의 배기가스를 바이패스 시키는 제2 개구부를 포함할 수 있다.The bypass line may include a first opening for bypassing the exhaust gas of the first exhaust line and a second opening for bypassing the exhaust gas of the second exhaust line.

상기 웨이스트 게이트 밸브의 상기 돌출부는, 상기 제2 개구부를 개폐할 수 있다.The projecting portion of the wastegate valve can open / close the second opening.

상기 엔진의 운전 조건은, 가속 상태, 고부하 정속 상태, 저부하 정속 상태 및 아이들 상태 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The operating condition of the engine may include at least one of an acceleration state, a high load constant speed state, a low load constant speed state, and an idle state.

상기 제어부는, 상기 엔진의 운전 조건이 상기 가속 상태인 경우, 상기 EGR 밸브를 오픈시키고, 상기 웨이스트 게이트 밸브로 상기 제2 개구부를 폐쇄하도록 제어할 수 있다.The control unit may control to open the EGR valve and to close the second opening with the wastegate valve when the operation condition of the engine is the acceleration state.

상기 제어부는, 상기 엔진의 운전 조건이 고부하 정속 상태인 경우, 상기 EGR 밸브를 오픈 시키고, 상기 웨이스트 게이트 밸브로 상기 제2 개구부를 폐쇄하되, 상기 제1 개구부를 부분적으로 개방하도록 제어할 수 있다.The control unit may control the EGR valve to be opened and the second opening portion to be closed by the wastegate valve when the operation condition of the engine is the high load constant speed state so as to partially open the first opening portion.

상기 제어부는, 상기 엔진의 운전 조건이 저부하 정속 상태 또는 아이들 상태인 경우, 상기 EGR 밸브를 닫고, 상기 웨이스트 게이트 밸브로 상기 제1 개구부 및 상기 제2 개구부를 개방하도록 제어할 수 있다.The control unit may control to close the EGR valve and to open the first opening and the second opening with the waste gate valve when the operation condition of the engine is the low load constant speed state or the idle state.

본 발명에 따르면, 트윈 스크롤(TWIN SCROLL) 방식의 터빈을 적용한 6기통 이상의 터보차져 엔진에서 웨이스트 게이트 밸브에 돌출부를 형성함으로써, 엔진의 구조를 단순화시킬 수 있는 환경을 제공한다.According to the present invention, a protrusion is formed in a wastegate valve in a six-cylinder or more turbocharged engine to which a twin scroll type turbine is applied, thereby providing an environment in which the structure of the engine can be simplified.

또한, 본 발명은 엔진의 운전 조건에 따라 웨이스트 게이트 밸브 및 EGR 밸브를 개폐를 조절함으로써, EGR 라인으로 배기 가스를 원활히 공급하고 엔진의 운전 조건별 배기 개방을 통한 펌핑로스를 완화시켜 연비를 개선할 수 있는 환경을 제공한다.Further, according to the present invention, exhaust gas is smoothly supplied to the EGR line by adjusting the opening and closing of the wastegate valve and the EGR valve according to the engine operating conditions, and the pumping loss through the exhaust opening by the engine operating condition is alleviated to improve the fuel efficiency Provide an environment to be able to.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 엔진 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 웨이스트 게이트 밸브를 배치되는 터빈을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 터빈에 형성된 바이패스 라인을 도시한 도면이다.
도 4는 도 2에서 A 부분의 웨이스트 게이트 포트의 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 웨이스트 게이트 밸브를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 따른 웨이스트 게이트 밸브를 회전축 방향에서 바라본 도면이다.
도 7은 엔진 운전 조건이 가속 상태 또는 고부하 정속 상태인 경우에 도 4의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도이다.
도 8은 엔진 운전 조건이 고부하 정속 상태인 경우에 도 4의 Ⅳ-Ⅳ 선에 따른 단면도이다.
도 9는 엔진 운전 조건이 저부하 정속 상태 또는 아이들 상태인 경우에 도 4의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도이다.
도 10은 엔진 운전 조건이 저부하 정속 상태 또는 아이들 상태인 경우에 도 4의 Ⅳ-Ⅳ 선에 따른 단면도이다.1 is a schematic diagram showing an engine system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a turbine in which a wastegate valve is disposed according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a bypass line formed in a turbine according to one embodiment of the present invention.
Fig. 4 is a cross-sectional view of the waste gate port of portion A in Fig. 2. Fig.
5 is a view showing a wastegate valve according to an embodiment of the present invention.
Fig. 6 is a view showing the wastegate valve according to Fig. 5 in the direction of the rotation axis. Fig.
Fig. 7 is a sectional view taken along the line III-III in Fig. 4 when the engine operation condition is the accelerated state or the high-load constant speed state.
Fig. 8 is a sectional view taken along the line IV-IV in Fig. 4 when the engine operating condition is the high load constant speed state.
Fig. 9 is a sectional view taken along the line III-III in Fig. 4 when the engine operation condition is the low load constant speed state or the idle state.
Fig. 10 is a sectional view taken along the line IV-IV in Fig. 4 when the engine operating condition is the low load constant speed state or the idle state.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다. Like numbers refer to like elements throughout the specification.

본 명세서에서 사용된 "차량", "차", "차량의", "자동차" 또는 다른 유사한 용어들은 스포츠 실용차(sports utility vehicles; SUV), 버스, 트럭, 다양한 상용차를 포함하는 승용차, 다양한 종류의 보트나 선박을 포함하는 배, 항공기 및 이와 유사한 것을 포함하는 자동차를 포함하며, 하이브리드 차량, 전기 차량, 플러그 인 하이브리드 전기 차량, 수소연료 차량 및 다른 대체 연료(예를 들어, 석유 외의 자원으로부터 얻어지는 연료) 차량을 포함한다.As used herein, the terms "vehicle", "car", "vehicle", "automobile", or other similar terms are intended to encompass various types of vehicles, including sports utility vehicles (SUVs), buses, Including automobiles, including ships, aircraft, and the like, including boats and ships, and may be used in hybrid vehicles, electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, hydrogen fuel vehicles and other alternative fuels Fuel) vehicles.

추가적으로, 몇몇 방법들은 적어도 하나의 제어기에 의하여 실행될 수 있다. 제어기라는 용어는 메모리와, 알고리즘 구조로 해석되는 하나 이상의 단계들을 실행하도록 된 프로세서를 포함하는 하드웨어 장치를 언급한다. 상기 메모리는 알고리즘 단계들을 저장하도록 되어 있고, 프로세서는 아래에서 기재하는 하나 이상의 프로세스들을 수행하기 위하여 상기 알고리즘 단계들을 특별히 실행하도록 되어 있다. Additionally, some methods may be executed by at least one controller. The term controller refers to a hardware device comprising a memory and a processor adapted to execute one or more steps that are interpreted as an algorithmic structure. The memory is adapted to store algorithm steps and the processor is adapted to perform the algorithm steps specifically to perform one or more processes described below.

더 나아가, 본 발명의 제어 로직은 프로세서, 제어기 또는 이와 유사한 것에 의하여 실행되는 실행 가능한 프로그램 명령들을 포함하는 컴퓨터가 읽을 수 있는 수단 상의 일시적이지 않고 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체로 구현될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 수단의 예들은, 이에 한정되지는 않지만, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 플래쉬 드라이브, 스마트 카드 및 광학 데이터 저장 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 재생 매체는 네트웍으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 예를 들어 텔레매틱스 서버나 CAN(Controller Area Network)에 의하여 분산 방식으로 저장되고 실행될 수 있다. Further, the control logic of the present invention may be embodied in a non-volatile, readable medium on a computer readable medium, including executable program instructions, executed by a processor, controller, or the like. Examples of computer-readable means include, but are not limited to, ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, flash drive, smart card and optical data storage. The computer readable medium can be distributed to networked computer systems and stored and executed in a distributed manner, for example, by a telematics server or a CAN (Controller Area Network).

이제 도 1 내지 도 10을 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브 및 엔진 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.A wastegate valve and engine system for a turbocharger according to an embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to FIGS. 1 to 10. FIG.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 엔진 시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다. 이때, 엔진 시스템은 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.1 is a schematic diagram showing an engine system according to an embodiment of the present invention. At this time, the engine system shows only the schematic configuration necessary for the explanation according to the embodiment of the present invention, and is not limited to this configuration.

도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 엔진 시스템은 에어크리너(10), 흡기라인(20), 실린더 헤드(30), 제1 배기라인(40), 제2 배기라인(50), EGR 라인(60), EGR 밸브(62), 바이패스 라인(130), 웨이스트 게이트 밸브(200), 메인 배기라인(80), 후처리 장치(90) 및 제어부(140)을 포함한다.1, an engine system according to an embodiment of the present invention includes an air cleaner 10, an intake line 20, a cylinder head 30, a first exhaust line 40, a second exhaust line 50, An EGR line 60, an EGR valve 62, a bypass line 130, a wastegate valve 200, a main exhaust line 80, a post-processing device 90 and a control unit 140.

흡기 라인(20)은 흡기 매니폴드(미도시)로 외기를 공급하고, 실린더 헤드(30)에는 6개의 실린더가 직렬로 배치된다. 제1 배기라인(40)에는 제1,2,3 실린더에서 연소된 배기가스가 배출되고, 제2 배기라인(50)에는 제4,5,6 실린더에서 연소된 배기가스가 배출된다. EGR 라인(60)에는 제2 배기라인(50)으로부터 흡기 라인(20)으로 재순환되는 EGR 가스의 유량을 조절하는 EGR 밸브(62)가 배치된다.The intake line 20 supplies outside air to an intake manifold (not shown), and six cylinders are arranged in series in the cylinder head 30. [ The exhaust gas discharged from the first, second and third cylinders is discharged to the first exhaust line 40, and the exhaust gas discharged from the fourth, fifth and sixth cylinders is discharged to the second exhaust line 50. The EGR line 60 is provided with an EGR valve 62 for regulating the flow rate of EGR gas recirculated from the second exhaust line 50 to the intake line 20. [

그리고, 터보차저(100)는 트윈 스크롤(TWIN SCROLL) 방식의 터빈(110)과 컴프레서(120)를 포함한다.The turbocharger 100 includes a TWIN SCROLL type turbine 110 and a compressor 120.

제1 배기라인(40) 및 제2 배기라인(50)은 터보차저(100)의 터빈(110)로 유입되는 배기 가스를 바이패스시키는 바이패스 라인(130)과 각각 연결된다. 그리고, 바이패스 라인(130)에는 배기가스의 일부를 우회 배출시키는 웨이스트 게이트 밸브(200)가 설치된다.The first exhaust line 40 and the second exhaust line 50 are respectively connected to a bypass line 130 for bypassing the exhaust gas flowing into the turbine 110 of the turbocharger 100. The bypass line 130 is provided with a waste gate valve 200 for bypassing part of the exhaust gas.

또한, 제어부(140)는 EGR 밸브(62) 및 웨이스트 게이트 밸브(200)와 연결되고, 엔진의 운전 조건에 따라 EGR 밸브(62) 및 웨이스트 게이트 밸브(200)의 개폐를 제어한다. 여기서, 엔진의 운전 조건은 가속 상태, 고부하 정속 상태, 저부하 정속 상태 및 아이들 상태 중 적어도 하나를 포함한다.The control unit 140 is connected to the EGR valve 62 and the wastegate valve 200 and controls the opening and closing of the EGR valve 62 and the wastegate valve 200 according to the operating conditions of the engine. Here, the operating condition of the engine includes at least one of an acceleration state, a high load constant speed state, a low load constant speed state, and an idle state.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 웨이스트 게이트 밸브를 배치되는 터빈을 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 터빈에 형성된 바이패스 라인을 도시한 도면이고, 도 4는 도 2에서 A 부분의 웨이스트 게이트 포트의 단면을 도시한 도면이다.FIG. 2 is a view showing a turbine in which a wastegate valve is disposed according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a view showing a bypass line formed in a turbine according to an embodiment of the present invention, 2 is a cross-sectional view of the waste gate port of the portion A in Fig. 2. Fig.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 터빈(110)의 터빈 하우징(112)에는 트윈 스크롤(twin scroll) 방식으로 통로가 2개로 분할되어 형성되고, 상기 통로에는 바이패스 라인(130)이 형성된다. 바이패스 라인(130)은 제1 배기라인(40) 및 제2 배기라인(50)에서 터빈(110)으로 유입되는 배기 가스(G)를 메인 배기라인(80)으로 바이패스시킨다.2 to 4, the turbine housing 112 of the turbine 110 is divided into two passages by a twin scroll method, and a bypass line 130 is formed in the passages. The bypass line 130 bypasses the exhaust gas G flowing into the turbine 110 from the first exhaust line 40 and the second exhaust line 50 to the main exhaust line 80.

바이패스 라인(130)은 제1 배기라인(40)의 배기가스를 바이패스시키는 제1 바이패스 라인(132)과, 제2 배기라인(50)의 배기가스를 바이패스시키는 제2 바이패스 라인(134)를 포함한다.The bypass line 130 includes a first bypass line 132 for bypassing the exhaust gas of the first exhaust line 40 and a second bypass line 132 for bypassing the exhaust gas of the second exhaust line 50. [ (134).

그리고, 제1 바이패스 라인(132) 및 제2 바이패스 라인(134)의 끝단인 A 부분에 웨이스트 게이트 포트(114)가 형성되며, 웨이스트 게이트 포트(114)에는 웨이스트 게이트 밸브(200)가 배치된다.A waste gate port 114 is formed at the end A of the first bypass line 132 and the second bypass line 134 and a waste gate valve 200 is disposed at the waste gate port 114 do.

그리고, 웨이스트 게이트 포트(114)에는 반원 형상의 제1 개구부(114a) 및 직사각형 형상의 제2 개구부(114b)가 형성된다.The wastegate port 114 is formed with a semicircular first opening 114a and a rectangular second opening 114b.

제1 개구부(114a)는 웨이스트 게이트 밸브(200)의 개폐 동작에 의해 제1 바이패스 라인(132)의 배기가스를 통과시키며, 제2 개구부(114b)는 웨이스트 게이트 밸브(200)의 개폐 동작에 의해 제2 바이패스 라인(134)의 배기가스를 통과시킨다.The first opening 114a allows the exhaust gas of the first bypass line 132 to pass through the opening and closing operations of the waste gate valve 200 and the second opening 114b allows the exhaust gas to pass through the opening and closing operations of the waste gate valve 200 Thereby allowing the exhaust gas of the second bypass line 134 to pass therethrough.

도 5는 본 발명의 한 실시예에 따른 웨이스트 게이트 밸브를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5에 따른 웨이스트 게이트 밸브를 회전축 방향에서 바라본 도면이다.FIG. 5 is a view showing a wastegate valve according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a view showing a wastegate valve according to FIG.

본 발명의 한 실시예에 따른 웨이스트 게이트 밸브(200)는 터빈(110)으로 유입되는 배기 가스를 바이패스 시키는 바이패스 라인(130)에 배치되며, 터빈(110)의 웨이스트 게이트 포트(114)에 장착된다.The wastegate valve 200 according to an embodiment of the present invention is disposed in the bypass line 130 for bypassing the exhaust gas flowing into the turbine 110 and is connected to the waste gate port 114 of the turbine 110 Respectively.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 웨이스트 게이트 밸브(200)는 밸브 바디(210) 및 회전부(220)을 포함한다. 5 and 6, a wastegate valve 200 according to an embodiment of the present invention includes a valve body 210 and a rotation unit 220. [

밸브 바디(210)는 밸브 액추에어터(미도시)의 동작에 의해 바이패스 라인(130)의 제1 바이패스 라인(132) 및 제2 바이패스 라인(134)을 개폐한다.The valve body 210 opens and closes the first bypass line 132 and the second bypass line 134 of the bypass line 130 by operation of a valve actuator (not shown).

회전부(220)는 밸브 바디(210)와 연결되며, 회전축을 중심으로 회전되어 밸브 바디(210)를 회전시킨다.The rotation unit 220 is connected to the valve body 210 and rotates around the rotation axis to rotate the valve body 210.

그리고, 밸브 바디(210)는 제2 개구부(114b)에 삽입되는 돌출부(212)를 포함한다.The valve body 210 includes a protrusion 212 inserted into the second opening 114b.

본 발명의 한 실시예에 따른 웨이스트 게이트 밸브(200)는 회전부(220)의 회전에 의해 밸브 바디(210)가 제1 개구부(114a) 및 상기 제2 개구부(114b)를 개폐한다. 그리고, 밸브 바디(210)는 돌출부(212)를 이용해 제2 개구부(114b)를 폐쇄시키고, 제1 개구부(114a)를 부분적으로 개방시킬 수 있다.The wastegate valve 200 according to the embodiment of the present invention opens and closes the first opening 114a and the second opening 114b by the rotation of the rotation part 220. [ Then, the valve body 210 can close the second opening 114b using the projecting portion 212 and partially open the first opening 114a.

즉, 돌출부(212)는 제2 바이패스 라인(134)의 배기가스가 통과하는 제2 개구부(114b)를 개폐한다. That is, the protrusion 212 opens and closes the second opening 114b through which the exhaust gas of the second bypass line 134 passes.

그리고, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 한 실시예에 따른 엔진 시스템에서 제어부(140)는 엔진의 운전 조건에 따라 EGR 밸브(62) 및 웨이스트 게이트 밸브(200)의 개폐를 제어한다. 상기 엔진의 운전 조건은 가속 상태, 고부하 정속 상태, 저부하 정속 상태 및 아이들 상태 중 적어도 하나를 포함한다.In the engine system according to the embodiment of the present invention configured as described above, the controller 140 controls the opening and closing of the EGR valve 62 and the wastegate valve 200 according to the operating conditions of the engine. The operating condition of the engine includes at least one of an acceleration state, a high load constant speed state, a low load constant speed state, and an idle state.

그리고, EGR 밸브(62) 및 웨이스트 게이트 밸브(200)는 엔진의 운전 조건별로 표 1과 같이 작동된다.The EGR valve 62 and the wastegate valve 200 are operated as shown in Table 1 according to the engine operating conditions.

엔진 운전 조건Engine operating conditions EGR VALVEEGR VALVE W/GATE VALVEW / GATE VALVE 제2 개구부The second opening 제1 개구부The first opening 가속Acceleration OPENOPEN CLOSECLOSE CLOSECLOSE 고부하 정속High load constant speed OPENOPEN CLOSECLOSE 부분 OPENPartial OPEN 저부하 정속Low load constant speed CLOSECLOSE FULL OPENFULL OPEN FULL OPENFULL OPEN HIGH/LOW IDLEHIGH / LOW IDLE CLOSECLOSE FULL OPENFULL OPEN FULL OPENFULL OPEN

표 1에서와 같이, EGR을 사용하는 구간에서는 EGR 밸브(62)를 오픈하고, 웨이스트 게이트 밸브(200)로 제1 개구부(114a) 및 제2 개구부(114b)를 모두 닫거나, 제2 개구부(114b)를 부분적으로 오픈한다. As shown in Table 1, in the section using EGR, the EGR valve 62 is opened, the wastegate valve 200 closes the first opening 114a and the second opening 114b, or the second opening 114b ) Is partially opened.

그리고, 터보차저(100)가 필요 없는 구간에서는 EGR 밸브(62)를 닫고, 웨이스트 게이트 밸브(200)의 개폐각을 증가시켜 제1 개구부(114a) 및 제2 개구부(114b)를 오픈하도록 제어한다.When the turbocharger 100 is not needed, the EGR valve 62 is closed to increase the open / close angle of the wastegate valve 200 to open the first opening 114a and the second opening 114b .

이러한 목적을 위하여, 제어부(140)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 밸브 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다.For this purpose, the control unit 140 may be implemented with one or more processors operating with the set program, and the set program may be programmed to perform each step of the valve control method according to the embodiment of the present invention .

도 7은 엔진 운전 조건이 가속 상태 또는 고부하 정속 상태인 경우에 도 4의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도이고, 도 8은 엔진 운전 조건이 고부하 정속 상태인 경우에 도 4의 Ⅳ-Ⅳ 선에 따른 단면도이다.Fig. 7 is a sectional view taken along the line III-III in Fig. 4 when the engine operating condition is the accelerated state or the high-load constant speed state, and Fig. 8 is a sectional view taken along the line IV-IV in Fig. 4 when the engine operating condition is the high- Sectional view.

제어부(140)는 엔진의 운전 조건이 가속 상태인 경우, EGR 밸브(62)를 오픈시키고, 웨이스트 게이트 밸브(200)로 제1 개구부(114a) 및 제2 개구부(114b)를 폐쇄하도록 제어한다.The control unit 140 controls the EGR valve 62 to open and the wastegate valve 200 to close the first opening 114a and the second opening 114b when the operation condition of the engine is accelerated.

그리고, 제어부(140)는 상기 엔진의 운전 조건이 고부하 정속 상태인 경우, 상기 EGR 밸브(62)를 오픈시킨다. 그리고, 제어부(140)는, 도 7과 같이, 웨이스트 게이트 밸브(200)의 돌출부(212)를 통해 제2 개구부(114b)를 폐쇄하고, 제2 바이패스 라인(134)의 배기가스(G2)를 차단한다. 이때, 웨이스트 게이트 밸브(200)는 도 8에서와 같이, 제1 개구부(114a)를 부분적으로 개방하고, 제1 개구부(114a)는 제1 바이패스 라인(132)의 배기가스(G1)를 조금씩 통과시킨다.The control unit 140 opens the EGR valve 62 when the operation condition of the engine is the high load constant speed state. 7, the control unit 140 closes the second opening 114b through the projection 212 of the wastegate valve 200 and exhausts the exhaust gas G2 of the second bypass line 134, . 8, the wastegate valve 200 partially opens the first opening 114a and the first opening 114a opens the exhaust gas G1 of the first bypass line 132 little by little .

도 9는 엔진 운전 조건이 저부하 정속 상태 또는 아이들 상태인 경우에 도 4의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도이고, 도 10은 엔진 운전 조건이 저부하 정속 상태 또는 아이들 상태인 경우에 도 4의 Ⅳ-Ⅳ 선에 따른 단면도이다.Fig. 9 is a sectional view taken along the line III-III in Fig. 4 when the engine operating condition is the low load constant speed state or the idle state, Sectional view taken along line IV-IV.

제어부(140)는 엔진의 운전 조건이 저부하 정속 상태 또는 아이들 상태인 경우, EGR 밸브(62)를 닫고, 도 9 및 도 10과 같이, 웨이스트 게이트 밸브(200)로 제1 개구부(114a) 및 제2 개구부(114b)를 완전히 개방하도록 제어한다. When the operation condition of the engine is the low load constant speed state or the idle state, the control unit 140 closes the EGR valve 62 and moves the wastegate valve 200 to the first opening 114a and the second opening 114b as shown in Figs. 9 and 10, So that the second opening 114b is completely opened.

이와 같이, 발명의 한 실시예에 따른 엔진 시스템은 트윈 스크롤(TWIN SCROLL) 방식의 터빈을 적용한 6기통 이상의 터보차져 엔진에서 웨이스트 게이트 밸브에 돌출부를 형성함으로써, 엔진의 구조를 단순화시킬 수 있는 환경을 제공한다.As described above, in the engine system according to the embodiment of the present invention, the protrusion is formed on the wastegate valve in the turbocharger engine of six or more cylinders using the TWIN SCROLL type turbine, thereby making it possible to simplify the structure of the engine to provide.

또한, 발명의 한 실시예에 따른 엔진 시스템은 엔진의 운전 조건에 따라 웨이스트 게이트 밸브 및 EGR 밸브를 개폐를 조절함으로써, EGR 라인으로 배기 가스를 원활히 공급하고 엔진의 운전 조건별 배기 개방을 통한 펌핑로스를 완화시켜 연비를 개선할 수 있는 환경을 제공한다.The engine system according to an embodiment of the present invention controls the opening and closing of the waste gate valve and the EGR valve according to the operating conditions of the engine to smoothly supply the exhaust gas to the EGR line, Thereby improving the fuel efficiency.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다. 이러한 기록 매체는 서버뿐만 아니라 사용자 단말에서도 실행될 수 있다.The embodiments of the present invention described above are not implemented only by the apparatus and method, but may be implemented through a program for realizing the function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded. Such a recording medium can be executed not only on a server but also on a user terminal.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.

Claims (13)

터빈으로 유입되는 배기 가스를 바이패스 시키는 바이패스 라인에 배치되는 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브로서,
상기 바이패스 라인을 개폐하는 밸브 바디, 그리고
상기 밸브 바디와 연결되며, 상기 밸브 바디를 회전시키는 회전부
를 포함하며,
상기 밸브 바디는,
상기 바이패스 라인 중 EGR 밸브와 연결된 바이패스 라인의 개구부에 배치되는 돌출부
를 포함하고,
상기 바이패스 라인에는,
엔진의 일부 실린더로부터 터빈으로 유입되는 제1 배기라인의 배기가스를 통과시키는 제1 개구부, 그리고
상기 엔진의 나머지 실린더의 배기 가스를 EGR 라인으로 재순환 시키는 EGR 밸브가 연결된 제2 배기라인의 배기가스를 통과시키는 제2 개구부
가 형성되고,
상기 돌출부는,
상기 회전부의 회전에 의해 상기 제2 개구부를 개폐하는 것을 특징으로 하는 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브.A waste gate valve for a turbocharger, disposed in a bypass line bypassing an exhaust gas flowing into the turbine,
A valve body for opening and closing the bypass line, and
A valve body connected to the valve body,
/ RTI >
Wherein the valve body comprises:
A bypass line connected to the EGR valve,
Lt; / RTI >
In the bypass line,
A first opening through which exhaust gas from the first exhaust line flows into the turbine from some cylinder of the engine, and
And a second opening through which exhaust gas from a second exhaust line, to which an EGR valve for recirculating the exhaust gas of the remaining cylinders of the engine to the EGR line,
Is formed,
The projection
And the second opening is opened and closed by rotation of the rotating portion. 삭제delete 삭제delete 제1항에서,
상기 밸브 바디는,
상기 회전부의 회전에 의해 상기 제1 개구부 및 상기 제2 개구부를 개방시키는 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브.The method of claim 1,
Wherein the valve body comprises:
And the first opening and the second opening are opened by rotation of the rotating portion. 제1항에서,
상기 밸브 바디는,
상기 돌출부로 상기 제2 개구부를 폐쇄시키되, 상기 제1 개구부를 부분적으로 개방시키는 터보차저용 웨이스트 게이트 밸브.The method of claim 1,
Wherein the valve body comprises:
And the second opening is closed by the projection, wherein the first opening is partially opened. 터보차저의 터빈으로 유입되는 배기 가스를 바이패스 시키는 바이패스 라인에 설치되어 선택적으로 배기가스의 일부를 우회 배출시키는 웨이스트 게이트 밸브,
배기 라인으로부터 흡기 라인으로 재순환되는 EGR 가스의 유량을 조절하는 EGR 밸브, 그리고
엔진의 운전 조건에 따라 상기 EGR 밸브 및 상기 웨이스트 게이트 밸브의 개폐를 제어하는 제어부
를 포함하며,
상기 웨이스트 게이트 밸브는,
상기 바이패스 라인 중 상기 EGR 밸브와 연결된 바이패스 라인의 개구부에 배치되는 돌출부
를 포함하고,
상기 배기라인은,
엔진의 일부 실린더의 배기가스를 터빈으로 유입시키는 제1 배기라인, 그리고
상기 엔진의 나머지 실린더의 배기 가스를 상기 터빈으로 유입시키되, 상기 나머지 실린더의 배기 가스를 EGR 라인으로 재순환 시키는 상기 EGR 밸브와 연결되는 제2 배기라인
을 포함하고,
상기 바이패스 라인은,
상기 제1 배기라인의 배기가스를 바이패스 시키는 제1 개구부, 그리고
상기 제2 배기라인의 배기가스를 바이패스 시키는 제2 개구부
를 포함하고,
상기 웨이스트 게이트 밸브의 상기 돌출부는,
상기 제2 개구부를 개폐하는 것을 특징으로 하는 엔진 시스템.A waste gate valve installed on a bypass line for bypassing exhaust gas flowing into the turbine of the turbocharger and selectively discharging a part of the exhaust gas,
An EGR valve for regulating the flow rate of EGR gas recirculated from the exhaust line to the intake line, and
A control unit for controlling opening and closing of the EGR valve and the wastegate valve in accordance with an engine operating condition;
/ RTI >
The wastegate valve includes:
A bypass line connected to the EGR valve,
Lt; / RTI >
The exhaust line
A first exhaust line for introducing the exhaust gas of some cylinder of the engine into the turbine, and
A second exhaust line connected to the EGR valve for recirculating the exhaust gas of the remaining cylinder to the EGR line,
/ RTI >
The bypass line includes:
A first opening for bypassing the exhaust gas of the first exhaust line, and
And a second opening for bypassing the exhaust gas of the second exhaust line
Lt; / RTI >
Wherein the projection of the wastegate valve comprises:
And opens and closes the second opening. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제6항에서,
상기 엔진의 운전 조건은,
가속 상태, 고부하 정속 상태, 저부하 정속 상태 및 아이들 상태 중 적어도 하나를 포함하는 엔진 시스템.The method of claim 6,
The operating condition of the engine is,
Wherein the engine system includes at least one of an acceleration state, a high load constant speed state, a low load constant speed state, and an idle state. 제10항에서,
상기 제어부는,
상기 엔진의 운전 조건이 상기 가속 상태인 경우, 상기 EGR 밸브를 오픈시키고, 상기 웨이스트 게이트 밸브로 상기 제2 개구부를 폐쇄하도록 제어하는 엔진 시스템.11. The method of claim 10,
Wherein,
And controls the EGR valve to be opened and the second opening to be closed by the wastegate valve when the operation condition of the engine is the acceleration state. 제10항에서,
상기 제어부는,
상기 엔진의 운전 조건이 고부하 정속 상태인 경우, 상기 EGR 밸브를 오픈 시키고, 상기 웨이스트 게이트 밸브로 상기 제2 개구부를 폐쇄하되, 상기 제1 개구부를 부분적으로 개방하도록 제어하는 엔진 시스템.11. The method of claim 10,
Wherein,
Wherein the EGR valve is opened and the second opening is closed by the wastegate valve when the operating condition of the engine is a high load constant speed state, and the first opening is partially opened. 제10항에서,
상기 제어부는,
상기 엔진의 운전 조건이 저부하 정속 상태 또는 아이들 상태인 경우, 상기 EGR 밸브를 닫고, 상기 웨이스트 게이트 밸브로 상기 제1 개구부 및 상기 제2 개구부를 개방하도록 제어하는 엔진 시스템.11. The method of claim 10,
Wherein,
Closing the EGR valve and opening the first opening and the second opening with the waste gate valve when the operation condition of the engine is the low load constant speed state or the idle state.
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